Сергей Суханов - Перелом. Часть 3 [СИ]

А вбирающая способность была невероятна - так, прощадь поверхности одного грамма цеолита была от 140 до 1000 квадратных метров. Это не опечатка - именно метров. Другими словами, на поверхности кристаллической решетки в одном грамме цеолита могло поместиться десять соток - да у моих родителей огород всего шесть соток !

Причем наши исследователи уже навострились менять размеры пор чуть ли не на ходу, произвольно - они обрабатывали уже готовые цеолиты растворами, замещали одни ионы другими и смотрели что получится. Так, шабазит с преобладанием натрия обрабатывали концентрировнными растворами солей кальция, кальций замещал натрий, а так как его радиус больше, решетка чуть раздвигалась (причем без ее разрушения), поры увеличивались - увеличивалась и способность цеолита поглощать крупные молекулы. И наоборот - замещение кальция натрием сжимала решетку и цеолит поглощал только мелкие молекулы. Да там вообще была какая-то фантастика. Так, исследователи создавали кристаллы с повышенным содержанием оксидов алюминия - и решетка приобретала больший заряд, так как часть инертных оксидов кремния была замещена алюминием. А если при этом запихивались одновалентные катионы - калий, натрий, а не двухвалентные - типа кальция - то поляризация пор повышалась и они сильнее захватывали поляризованные молекулы типа воды, но тем сложнее потом и отпускали их при регенерации цеолита - его требовалось нагревать сильнее, чтобы он отдал захваченную воду. То есть свойствами кристаллов игрались как детскими кубиками, управляя с помощью механики электрическими свойствами внутрикристалльного пространства. Впрочем, повышенное содержание оксида кремния, наоборот, повышало прочность самих кристаллов, что было важно для ряда процессов, так что "фантастика" имела свои ограничения.

Эту-то "фантастику" исследователи и пытались прикрутить к синтезу диметилэфира, причем уже одностадийному. Сам по себе синтез ДМЭ из метанола - это реакция дегидрирования, когда из двух молекул метанола получается молекула ДМЭ и молекула воды. Казалось бы - победа ! Но молекула воды содержит два атома водорода, которые уходят в пар вместо того, чтобы образовать полезные вещества. Непорядок. Грабят. Но если в реакцию запустить побольше угарного газа, уже он будет отнимать от молекулы воды атом кислорода - водород снова высвобождается и становится готовым для дальнейших реакций, и заодно получается молекула углекислого газа - а она может соединиться с тем же водородом на поверхности медного катализатора и дать метиловый спирт, который на соседнем - алюминиевом - катализаторе сможет поучаствовать в синтезе ДМЭ. То есть если бы удалось подавать в реакционную камеру побольше угарного газа, а катализаторы работали бы слаженно - процесс был бы очень эффективным - на цинк-хромовых участках катализатора из угарного газа и водорода образовывался бы метанол, на медных - из углекислого газа и водорода - снова метанол, на алюминиевых - из метанола - ДМЭ, и угарный газ разлагал бы получающуюся воду на углекислый газ и водород - и снова на меди получаем метанол. То есть надо как можно больше подавать угарного газа - чтобы он не только создавал метанол, но и расщеплял бы воду. Ну а уж что не успело прореагировать - выводить из камеры - ДМЭ-то там точно больше не нужен, затем сепарировать - перегонять в колоннах, охлаждать - и конечный продукт - ДМЭ - совсем выводить за пределы установки, а остальные продукты заворачивать обратно.

Вот над такой схемой исследователи теперь и корпели - сам-то ДМЭ из метанола мы уже получали, пока мирясь с отбросами в виде воды, теперь хотелось получать его более эффективно. Но - пока на лабораторных столах - слишком уж сложные получались и взаимозависимости, и катализаторы - дополнительные-то порции угарного газа получали из поставленной рядом газогенераторной установки, а вот все это совместить - тут требовалось множество экспериментов. И я, несмотря на заверения что "мы вот-вот уже все получим", все-таки отдал распоряжения запустить в массовое производство раздельный синтез - топливо нам было нужно здесь и сейчас, а раздельный процесс уже был отлажен в сравнительно промышленных масштабах - собственно, метанол мы вырабатывали уже более года, и к установкам добавлялись только реакционные камеры для синтеза ДМЭ - там и было-то разницы что другой катализатор. Лишь напоследок бросил экспериментаторам "Да пускайте эту воду обратно на газификацию ... ну или обрабатывайте ее угарным газом в отдельном объеме - и не придется возиться с комплексными процессами ..." - и ушел, оставив всехв недоумении. Собственно, так вскоре и сделали, но и работы по комплексным процессам катализации не оставили - тема была очень интересная.

Так что летом 1943го на ДМЭ уже бегало несколько десятков единиц техники - пока в качестве эксперимента и в основном строительной - краны, грейдеры, бульдозеры, экскаваторы, самосвалы - ездить на дальние расстояния им не требуется, поэтому если что-то сломается, то ремонтники смогут быстро починить. Да если и не сломается - мы все-равно ежедневно отслеживали состояние двигателей - все-таки дело новое, надо присмотреть. На фронт двигатели на ДМЭ мы посылать и не собирались - баллон высокого давления, в котоом хранился ДМЭ - слишком уязвимая вещь - пробьют - все топливо хорошо если быстр испарится, а то ведь может накопиться во внутреннем объеме бронетехники и рвануть. Да и так может рвануть - все-таки шесть-восемь атмосфер - если они вырвутся из бака в обитаемые объемы - экипажу мало не покажется. Так что ДМЭ использовался там, где не стреляют, ну если и стреляют, то нечасто - какие-нибудь лесные бандиты или шальные самолеты фрицев.

Правда, не обошлось без проблем. Так, после разогрева двигателя стали обнаруживаться провалы в его работе. Оказалось, что ДМЭ, шедший по топливопроводу, разогревался, его давления, полученного от топливного бака, уже не хватало, чтобы оставаться в жидком состоянии, он переходил в газ - возникала газовая пробка. Пришлось ставить подкачивающий насос и датчики давления и температуры. Так же некоторые сорта резины оказались нестойки к ДМЭ - тут еще предстояло подобрать нужные рецептуры, так что пока стали чаще менять прокладки и уплотнения. В остальном же мы пока сдержанно отмечали несомненный успех нового топлива.

Причем диметилэфир оказывался все более удобным топливом - и не только для транспорта. Мы уже строили установку для применения в промышленности. Расчеты показывали, что проще произвести ДМЭ на месте добычи полезного ископаемого - торфа, бурого угля - и затем везти баллоны к потребителям - промышленным предприятиям - чем везти туда само топливо в его исходном виде - если пересчитывать через относительную калорийность, то потребности в перевозках снижались как минимум в три раза, даже с учетом того, что для перевозки ДМЭ требовались стальные емкости на давления в несколько атмосфер - в конце концов, их можно изготавливать на автоматических станках - гибочных и сварочных, а давления не такие уж и большие. Единственная проблема - для перемещения этих емкостей потребуется подъемное оборудование, тогда как тот же торф можно и лопатами перекидать. Но подъемное оборудование нужно по любому, и мы уже запустили производство небольших кранов на грузоподъемность две-три тонны - они могут работать от электрического двигателя, ДВС, и даже на ручном приводе. Но мы рассчитывали, что эти краны будут иметь широкое применение. Очень широкое - в конце концов, в народном хозяйстве найдется много чего весом до трех тонн, что необходимо поднять и перенести на небольшое расстояние, а не только емкости с диметилэфиром. На крайняк - поставим газопроводы для транспортировки ДМЭ в газообразном, а может даже и в жидком состоянии - тут мы еще прикидывали и считали. Конечно, картина трубопроводов с топливом "из леса" была для меня диковатой, но и особых возражений не вызывала.